[보고서]내독소로 인한 패혈증 모델에서 허혈성처치가 적혈구 가변형성과 응집력에 미치는 영향

임춘학

내독소로 인한 패혈증 모델에서 허혈성처치가 적혈구 가변형성과 응집력에 미치는 영향
Effect of remote ischemic conditioning on RBC deformability and Aggregation in LPS-induced systemic inflammation model 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	고려대학교 Korea University
연구책임자	임춘학
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2018-05
과제시작연도	2017
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO201900023234
과제고유번호	1711051793
사업명	개인기초연구(미래부)
DB 구축일자	2020-08-01
키워드	패혈증.적혈구.허혈성전처치.아데노신.응집력.변형력.sepsis.red blood cell.ischemic preconditioning.adenosine.aggregation.deformability.

초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
패혈증은 세균 감염에 의해 전신에 염증 반응이 진행되는 상태로서 중환자실의 가장 흔한 사망원인이다. (1)패혈증으로 인한 장기부전의 원인으로 조직의 관류 이상을 들며, 적혈구의 응집력 증가와 변형력 감소가 중증의 패혈증 환자에서 관찰된다.소형동물을 이용한 패혈증 모델에서 적혈구의 이상이 패혈증의 다양한 임상 양상과 함께 조기에 발현되는지 를 관찰하고 이를 조기 진단에 이용할 수 있는지 연구하고자 한다. (2)허혈성전처치는 허혈/재관류 손상뿐 아니라 내독소로 인한 패혈증 모델에서 보호효과를 가진다고 알려져있으며, 허혈/재관류 손상에서 보호효과는 급성과 지연성으로 나타나며, 허혈손상이 발생되기전 4시간에서 12시간에서는 보호효과가 없다고 일반적으로 알려져있으나 패혈증모델에서의 시간에 따른 보호효과가 대한 연구는 아직 보고된 바 없다. 따라서 허혈성 전처치가 패혈증모델에서도 시기별 보호효과에 차이가 있는지를 살피고자 한다. (3) 혀혈성전처치가 패혈증모델에서 보호효과를 나타내는 데 아데노신이 작용하는지 밝히고자 한다.

□ 연구결과
(1)-내독소(LPS)로 인한 패혈증 동물 모델에서 LPS 주입후 24시간이후 적혈구의 변형성의 변화, 12시간 이후 응집성의 차이를 유의하게 관찰 할 수 있었음.
-패혈증모델에서 패혈증을 조기 발견하고 진단하는 임상지표와 함께 적혈구 이상이 나타나며, 조기 임상지표로서 활용될 수 있음
(2)-LPS로 인한 패혈증 동물 모델에서 허혈성 처치를 시행하였을 경우 패혈증으로 인한 사망률을 유의하게 감소하였고, 허혈/재관류손상모델과 달리 패혈증에서는 허혈성전처치가 급성과 지연성으로 나타나지 않고 연속적으로 보호효과가 있음.
-패혈성 모델에서 시간차에 따라 허혈성전처치 보호효과에 차이가 없음을 세포 단백질 수준에서의 규명하였음.
(3)Adenosine receptor blocker(DPCPX)를 이용하여 허혈성전처치 효과기전에 규명을 위한 연구에서 아데노신이 아니라 아데노

□ 연구결과의 활용계획
(1)패혈증의 조기 임상 지표로서 적혈구의 활용도 파악할 수 있어 point-of-care test로 적혈구 이상을 패혈증 조기 발견에 이용하여 패혈증 사망률을 줄일 수있음.
(2) 패혈증으로 인한 비가역적 장기부전 발생 위험군에서 허혈성 전처치의 보호효과를 구현할 수 있어 패혈증 치료에 사용될 수 있음. 단 임상연구가 선행되어야 함.
(3) 패혈증으로 인한 장기부전 발생을 완화시킬 수 있는 허혈성 전처치의 기전을 규명으로 아데노신 관련 치료약제 개발에 기여할수 있음.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
Sepsis is the most common cause of death in intensive care units (ICUs), a state in which inflammation progresses throughout the body due to bacterial infection. (1) The cause of organ failure due to sepsis is tissue perfusion abnormality, and the increase of cohesion of red blood cells and decrease of deformity are observed in severe sepsis patients. And to investigate whether it can be used for early diagnosis. (2) Ischemic preconditioning is known to have protective effects on ischemic / reperfusion injury as well as endotoxin-induced sepsis. The protective effect of ischemic / reperfusion injury is acute and delayed, . However, no study has yet been reported on the protective effect of the sepsis model over time. Therefore, we would like to examine whether there are differences in the protective effects of ischemic preconditioning in the sepsis model. (3) To investigate whether adenosine acts as a protective effect of the tongue pretreatment in the sepsis model.

□ Results
(1) In the sepsis model, red blood cell abnormality appears together with clinical indicators for early detection and diagnosis of sepsis and may be used as an early clinical indicator. (2) Sepsis due to LPS In ischemic treatments performed in animal models, the mortality rate of sepsis was significantly reduced and, unlike the ischemia / reperfusion injury model, ischemic preconditioning did not appear as acute and delayed, Effective. In the septic model, there was no difference in the protective effect of ischemic preconditioning according to the time difference. (3) Adenosine receptor blocker (DPCPX) was used to identify the mechanism of ischemic preconditioning. Adenosine blocker, rather than adenosine, showed a protective effect and the survival rate was different according to the time of administration of DPCPX

□ Expected Contribution
(1) As an early clinical indicator of sepsis, the use of red blood cells can be grasped, and a red blood cell abnormality can be used for early detection of sepsis by a point-of-care test to reduce sepsis mortality.
(2) It can be used to treat sepsis because it can realize the protective effect of ischemic preconditioning in the risk group of irreversible organ dysfunction caused by sepsis. Only clinical studies should be preceded.
(3) Identification of the mechanism of ischemic preconditioning that can alleviate organ dysfunction caused by sepsis may contribute to the development of adenosine-related therapeutic agents

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

표지 ... 1
목차 ... 3
연구계획 요약문 ... 4
연구결과 요약문 ... 5
한글요약문 ... 5
SUMMARY ... 6
연구내용 및 결과 ... 7
1. 연구개발과제의 개요 ... 7
2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
5. 연구결과의 활용계획 ... 24
6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 24
7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 25
8. 참고문헌 ... 26
9. 연구성과 ... 29
10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 31
11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 31
12. 기타사항 ... 31
[별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 32
[별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 42
끝페이지 ... 72

표/그림 (9)

표 Red blood cell (RBC) aggregability index (AI in %) and aggregation half-time (T 1/2 in sec). means ± SEM., ∗p < 0.05 vs. Control. Control group, blood was collected 12hr after intraperitoneal injection of PBS solution; LPS 2HR group, LPS 4HR, LPS 8HR, LPS 12HR group, blood was collected 2hr, 4hr, 8hr, 12hr respectively after injection of LPS
표 Red blood cell (RBC) deformability (elongation indices, EIs) at maximal shear stress. means ± SEM., ∗p < 0.05 vs. Control. Control group, blood was collected 12hr after intraperitoneal injection of PBS solution; LPS 2HR group, LPS 4HR, LPS 8HR, LPS 12HR group, blood was collected 2hr, 4hr, 8hr, 12hr respectively after injection of LPS.pectively after injection of LPS
표 Clinical variables
표 Schematic of experimental design. Mice were randomly divided into nine experimental groups according to each measurement. The control (CTL) group received PBS solution [0.5 ml, intraperitoneally (i.p.)]. The lipopolysaccharide (LPS) group received LPS (20 mg/kg) dissolved in PBS [0.5 ml, i.p.]. In the remote ischemic preconditioning (RIPC)/LPS groups, RIPC [three cycles of 10-min ischemia (I) and 10-min reperfusion (R) in the alternately right to left hind limbs using a tourniquet was performed, followed by either 1, 4, 8, 10, 12, 14 or 24 hours by injecting LPS, respectively. Interleukin (IL)-6 and IL-12 were measured 4 hour after LPS injection, and liver tissues were harvested at 12 hour after LPS injection. LPS: Lipopolysaccaride; RIPC: remote ischemic preconditioning
표 Survival rates of RIPC in septic mice. The 5-day survival rates of all RIPC-treated groups were significantly higher than LPS group. There were no significant differences among the RIPC/LPS groups (n=10, each group). Values represent mean ± S.E.; P<0.05 compared to LPS group. Based on Kaplan-Meier methods
표 RIPC in septic mice reduces IL-6 and IL-12 secretion. IL-6 (A) and IL-12 (B) levels in all RIPC/LPS groups were significantly lower than LPS group (n=6, each group). * P<0.05, compared to LPS group
표 The phosphorylations of MAPKs and AKT are induced by LPS in the liver tissues of BALB/c mice. Western analysis of levels of total and phosphorylated MAPKs, AKT and COX2 in the indicated tissue types of normal BALB/c mice (A). BALB/c mice were i.p. injected with LPS (20 mg/kg) and sacrifices for the indicated time periods. The phosphorylations of ERK and p38 were detected using western blotting with anti-phospho-p38, anti-phospho-p44/42, anti-phospho-AKT, and COX2 antibodies in the tissues of liver (B). β-Actin was used as a loading control. We experimented pooling samples from 3 mice
$phosphorylations of MAPKs and AKT are affected by RIPC in the liver tissues of septic mice. Total proteins of liver tissues were obtained 12 hours after LPS (20 mg/kg) or saline with RIPC. The phosphorylations of p38, ERK and AKT were detected using western blotting with anti-phospho-p44/42, anti-phospho-p38, and anti-phospho-AKT antibodies. β-Actin was used as a loading control (A). Liver tissues proteins were fractionated into nucleus (10 ug) and cytoplasmic (30 ug) fraction as described in materials and methods. The levels of NF-κB in nuclear fraction and phospho-IkBa in cytoplasmic fraction were measured by western blot. Nuclear NF-κB (p65) and cytoplasmic phospho-IkBa levels were detection using indicated antibodies. Lamin B1 and GAPDH was used as a nuclear and cytoplasmic fraction loading controls (B). We experimented pooling samples from 3 mice$ 표 phosphorylations of MAPKs and AKT are affected by RIPC in the liver tissues of septic mice. Total proteins of liver tissues were obtained 12 hours after LPS (20 mg/kg) or saline with RIPC. The phosphorylations of p38, ERK and AKT were detected using western blotting with anti-phospho-p44/42, anti-phospho-p38, and anti-phospho-AKT antibodies. β-Actin was used as a loading control (A). Liver tissues proteins were fractionated into nucleus (10 ug) and cytoplasmic (30 ug) fraction as described in materials and methods. The levels of NF-κB in nuclear fraction and phospho-IkBa in cytoplasmic fraction were measured by western blot. Nuclear NF-κB (p65) and cytoplasmic phospho-IkBa levels were detection using indicated antibodies. Lamin B1 and GAPDH was used as a nuclear and cytoplasmic fraction loading controls (B). We experimented pooling samples from 3 mice
표 Detection and characterization of NF-kB DNA binding activities in RIPC of septic mice. Nuclear extracts were isolated at the indicated times after LPS at a dose of 20 mg/kg in BALB/c mice and subject to EMSA using the probe with the specific binding sequence of NF-kB (A). The COX2 was detected using western blotting with COX2 antibody in the tissues of liver (B). β-Actin was used as a loading control. We experimented pooling samples from 3 mice. EMSA: Electrophoretic Mobility Shift Assay

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